用於風電設備的行星齒輪變速器的製造方法

2023-09-20 23:05:05

專利名稱:用於風電設備的行星齒輪變速器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於風電設備的行星齒輪變速器，包括變速箱體、帶有內齒的內齒圈、行星支架、太陽輪、行星輪軸和行星齒輪，行星支架設置在變速箱體，太陽輪位於變速箱體內，行星輪軸兩端固定在行星支架上，行星齒輪通過浮環軸承轉動設置在行星輪軸上，浮環軸承為套裝在行星輪軸上的套筒，浮環軸承與行星輪軸間隙配合，浮環軸承與行星輪軸之間的間隙內填充潤滑油形成內層潤滑油膜，行星齒輪與浮環軸承間隙配合，行星齒輪與浮環軸承之間的間隙內填充潤滑油形成外層潤滑油膜，行星齒輪同時與內齒圈和太陽輪相嚙合。本實用新型的有益效果是：解決了現有技術中軸承與行星齒輪磨損區域集中，軸承抗磨損壽命低的技術缺陷。
【專利說明】
用於風電設備的行星齒輪變速器
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種用於風電設備的行星齒輪變速器。
【背景技術】
[0002]變速器在風力發電技術領域應用非常廣泛，過去風電設備使用的變速器是傳統的圓柱齒輪和錐形圓柱齒輪變速器，與傳統的圓柱齒輪-和錐形圓柱齒輪變速器相比，行星齒輪變速器在功率密度及特定的扭矩方面具有明顯優勢，並且行星齒輪變速器包括太陽輪、帶有行星齒輪的行星齒輪架以及內嚙合的內齒圈。受內齒圈圓柱形的基本形狀限制，行星齒輪變速器在工業應用方面通常具有圓柱體結構。行星齒輪變速器可以作為帶有扭矩支架的插裝式變速器、作為旋緊-或法蘭連接變速器來裝配，或者安裝在帶有附加支架的底座裝置上。
[0003]公開號為CN202955182U的中國專利公開了一種用於風力發電設備或碾磨機驅動系統的行星齒輪變速器，其包括與驅動軸相連接的太陽輪、內齒圈和行星齒輪架，在行星齒輪架中有多個行星齒輪安置，並且行星齒輪架與從動軸相連接。內齒圈在其實施例中集成在多部分的變速器殼體中，變速器殼體也具有用於驅動軸和從動軸的軸承的軸承底座，軸承底座例集成在殼體蓋中，行星齒輪與太陽輪以及內齒圈相嚙合，在內齒圈與變速器殼體上分別對應的設置形狀配合地連接件，該申請避免了在變速器殼體和內齒圈之間不期望的徑向相對運動，但是由於行星齒輪只是通過位於行星齒輪兩端的兩個普通的滾動軸承轉動設置在行星輪軸上，軸承內圈與行星輪軸之間的配合方式是過盈配合，安裝時要先對軸承加熱，待軸承內圈受熱膨脹時再迅速將軸承安裝在行星輪軸上，軸承冷卻收縮後抱在行星輪軸上，這種安裝方式比較複雜，一旦軸承冷卻抱在行星輪軸上之前未能安裝在行星輪軸上的預訂位置，對後續的安裝會造成更大的幹擾。
[0004]公開號為CNl 03415700A的中國專利申請公開了一種風力發電設備的行星齒輪變速器，包括殼體、與殼體扭抗地相連的帶內齒的內齒圈、太陽輪、支架、與支架扭抗地相連的軸和通過滾動軸承轉動設置在軸上的帶有外齒的行星齒輪，行星齒輪與太陽輪以及內齒圈相嚙合，其中行星齒輪的端部具有形式為梯段或者其他凹槽的徑向擴寬部，而滾動軸承的外圈設計有徑向凸起，用凸起與擴寬部配合，使軸承承受行星齒輪由於軸向運動產生的軸向推力，由於需要承受軸向推力，因此滾動軸承容易受到損壞，整個變速器的壽命將被大大的縮減，另一方面，上述滾動軸承和行星齒輪是非標準件，取得之後需要二次加工，加工出擴寬部和凸起，需要額外的投入勞動。
[0005]公告號為CN202182159U的中國專利中描述了一種用於風電設備的行星齒輪變速器，其行星齒輪的徑向支撐軸承為滑動軸承材料製成的套，該套或者作為內環固定在行星輪軸上，或者作為外環裝配在行星齒輪的孔裡面，其中從屬的軸承外環或者軸承內環或者通過行星齒輪的孔形成或者通過行星輪軸形成。公開號為CN104364562A中國專利申請中描述了一種由兩個截面為L形的軸襯相對設置，組成截面為U形的裝置，在L形軸襯的徑向接觸面和行星齒輪的徑向接觸面之間配置徑向滑動支撐件，在L軸襯的軸向接觸面和行星齒輪的軸向接觸面之間配置軸向滑動支撐件。上述兩件專利文獻或專利申請文件和其它已有行星齒輪應用滑動軸承支撐的風電設備行星齒輪變速器文獻中，支撐行星齒輪的徑向軸承均固定在行星輪軸上或者行星齒輪上。徑向滑動軸承固定於行星輪軸上時，由於行星齒輪與行星輪軸的相對轉動，行星齒輪與徑向滑動軸承的相對滑動區域為一固定區域，由此產生的磨損將集中在這一區域，不利於軸承抗磨損壽命的提高。徑向滑動軸承固定於行星齒輪上時，由於載荷大轉速低，軸承承受的摩擦力矩很大，軸承與行星齒輪孔的固定困難，以至於產生蠕動或者相對滑動，當軸承滑動到供油通道口時，還會引起供油通道堵塞。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的是提供一種用於風電設備的行星齒輪變速器，解決現有技術中軸承與行星齒輪磨損區域集中，軸承抗磨損壽命低的技術缺陷。
[0007]為解決上述問題，本實用新型所採取的技術方案是:
[0008]—種用於風電設備的行星齒輪變速器，包括變速箱體、帶有內齒的內齒圈、行星支架、太陽輪、一個以上帶有外齒的行星輪軸和行星齒輪，所述的內齒圈固定在變速箱體內，所述的行星支架設置在變速箱體內並且變速箱體轉動連接，所述的太陽輪位於變速箱體內，並且與變速箱體轉動連接，所述的行星輪軸兩端固定在行星支架上，所述的行星齒輪通過浮環軸承轉動設置在行星輪軸上，所述的浮環軸承為套裝在行星輪軸上的套筒，所述的浮環軸承與行星輪軸間隙配合，浮環軸承與行星輪軸之間的間隙內填充潤滑油形成內層潤滑油膜，所述的行星齒輪與浮環軸承間隙配合，行星齒輪與浮環軸承之間的間隙內填充潤滑油形成外層潤滑油膜，所述的行星齒輪同時與內齒圈和太陽輪相嚙合。
[0009]本申請中行星齒輪通過浮環軸承安裝在行星輪軸上，浮環軸承在工作時隨行星齒輪旋轉，其轉速低於行星齒輪的轉速，浮環軸承的內外表面均產生磨損，磨損量沿周向均勻分布，將固定配置於行星輪軸上的滑動軸承在接觸區產生的磨損分布到了整個圓周上，因而可以提高抗磨損壽命。由於磨損量與壓力和滑動距離成正比，浮環軸承內表面與行星輪軸的相對滑動距離和其外表面與行星齒輪的相對滑動距離之和，等於固定滑動軸承表面與行星齒輪的相對滑動距離，因而浮環軸承總的磨損量並沒有增大。本申請中浮環軸承與行星輪軸之間由內層潤滑油膜潤滑，磨損較小，浮環軸承與行星齒輪之間由外層潤滑油膜潤滑，磨損也較小，所以整個浮環軸承本身的磨損較小，又加上磨損分布比較均勻，進一步的提高了浮環軸承的壽命，因此，變速器整體的壽命得到提高，本申請中的浮環軸承與行星輪軸以及行星齒輪與浮環軸承之間均為間隙配合，因此安裝方便，無需加熱，本申請中浮環軸承呈圓柱狀，製造以及向行星輪軸上安裝都比較方便，而且成本低，經濟性好。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述的行星輪軸兩端的行星支架上各設置有一個推力滑動軸承，用於限制行星齒輪的軸向移動。
[0011]設置推力滑動軸承用於對行星齒輪的軸向移動進行限制，保證行星齒輪與太陽輪和內齒圈的良好嚙合。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述的行星輪軸上開有儲油腔，所述的浮環軸承的內表面設置有內環形槽，浮環軸承的外表面設置有外環形槽，所述的內環形槽和外環形槽的中心重合，且浮環軸承上開有連通內環形槽和外環形槽的通孔，所述的行星輪軸上開有連通儲油腔與行星輪軸外表面的徑向孔。
[0013]儲油腔內可以用於儲存潤滑油，儲油腔內的潤滑油通過徑向孔進入浮環軸承與行星輪軸之間的間隙內，由於浮環軸承上開有通孔，因此潤滑油又可通過該通孔進入浮環軸承與行星齒輪之間的間隙內，從而實現對浮環軸承提供潤滑油的功能。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述的行星輪軸上沿軸向開有油分布通道，所述的行星支架以及變速箱體上開有與油分布通道相通的潤滑油注入通道，所述的行星輪軸上開有一個以上連通油分布通道與行星輪軸表面的徑向油分布通道。
[0015]本申請中通過潤滑油注入通道向油分布通道內注入潤滑油，潤滑油再通過徑向油分布通道進入浮環軸承與行星輪軸之間的間隙內，對浮環軸承與行星輪軸進行潤滑，潤滑油再通過通孔進入到浮環軸承與行星齒輪之間的間隙內，對行星齒輪與浮環軸承進行潤滑。
[0016]作為本實用新型的進一步改進，所述的行星輪軸的表面設置有兩個軸向油分布槽和一個環形槽，所述的徑向油分布通道的數量為三個，分別連通兩個軸向油分布槽和環形槽。
[0017]本申請中的設置三個徑向油分布通道，同時對浮環軸承與行星輪軸之間的間隙提供潤滑油，各處的潤滑油分布較均勻。
[0018]綜上所述，本實用新型的有益效果是:本申請中採用浮環軸承實現行星齒輪與行星輪軸之間的轉動連接，且浮環軸承與行星輪軸以及行星齒輪之間均填充潤滑油，減小浮環軸承的磨損，由於浮環軸承與行星齒輪之間的轉速差，浮環軸承的磨損分布比較均勻，解決了現有技術中軸承與行星齒輪磨損區域集中，軸承抗磨損壽命低的技術缺陷。
【附圖說明】

[0019]圖1是本實用新型的截面圖。
[0020]圖2是反應本實用新型中行星齒輪支撐部分的縱向截面。
[0021]圖3是反應本實用新型中浮環軸承的結構示意圖。
[0022]其中:1、變速箱體;2、太陽輪;3、內齒圈;4、行星支架;5、行星輪軸;6、行星齒輪;7、浮環軸承;8、儲油腔;9、內環形槽；10、外環形槽；11、通孔；12、徑向孔；13、油分布通道；14、潤滑油注入通道;15、徑向油分布通道;16、軸向有分布槽;17、環形槽;18、推力滑動軸承。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步的說明。
[0024]如圖1所示的用於風電設備的行星齒輪變速器，包括變速箱體1、太陽輪2、帶有內齒的內齒圈3、行星支架4、多個行星輪軸5和帶有外齒的行星齒輪6，所述的行星支架4設置在變速箱體I內，並且通過軸承與變速箱體I轉動連接，所述的內齒圈3固定在變速箱體I內，太陽輪2設置在變速箱體I內，太陽輪2的轉軸與變速箱體I通過軸承(圖中未示出)轉動連接，所述的行星輪軸5的兩端設置在行星支架4上，行星齒輪6安裝在行星輪軸5上，所述的行星齒輪6同時與內齒圈3和太陽輪2相嚙合。本實施例中的多個行星輪軸5繞太陽輪2的轉軸均勻的設置在行星支架4上。
[0025]如圖2所示，所述的行星輪軸5的兩端通過過盈配合固定在行星支架4上，行星齒輪6通過浮環軸承7安裝在行星輪軸5上，所述的浮環軸承7為套裝在行星輪軸5上的套筒，所述的浮環軸承7與行星輪軸5間隙配合，浮環軸承7與行星支架4之間的間隙內填充潤滑油形成內層潤滑油膜，所述的行星齒輪6與浮環軸承7間隙配合，行星齒輪6與浮環軸承7之間的間隙內填充潤滑油形成外層潤滑油膜。
[0026]如圖2所示，所述的行星輪軸5上開有儲油腔8，所述的浮環軸承7的內表面設置有內環形槽9，浮環軸承7的外表面設置有外環形槽10，所述的內環形槽9和外環形槽10的中心重合，且浮環軸承7上開有連通內環形槽9和外環形槽的通孔11，如圖3所示，所述的行星輪軸5上開有連通儲油腔8與行星輪軸5外表面的徑向孔12。所述的行星輪軸5上沿軸向開有油分布通道13，所述的行星支架4以及變速箱體I上開有與油分布通道13相通的潤滑油注入通道14，所述的行星輪軸5上開有連通油分布通道13與行星輪軸5表面的徑向油分布通道15。
[0027]如圖2所示，本申請優選的行星輪軸5的表面設置有兩個軸向油分布槽16和一個環形槽17，所述的徑向油分布通道15的數量為三個，分別連通兩個軸向油分布槽16和環形槽17。
[0028]本申請中位於行星輪軸5兩端的行星支架4上各設置一個推力滑動軸承18，用於限制行星齒輪6的軸向移動，且推力滑動軸承18套在行星輪軸5上。
[0029]本申請中變速箱體I固定不動，行星支架4用於連接風力發電機風葉等，風力發電機風葉轉動驅動行星支架4轉動，安裝在行星支架4上的行星輪軸5隨之轉動，行星輪軸5上的行星齒輪6繞著行星輪軸5轉動，由於行星齒輪6與內齒圈3以及太陽輪2相嚙合，因此太陽輪2經過變速後轉動，將行星支架4輸入的扭矩輸出。
[0030]本實用新型說明書中未作特別說明的均為現有技術或者通過現有的技術能夠實現，應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
【主權項】
1.一種用於風電設備的行星齒輪變速器，其特徵在於:包括變速箱體(I)、帶有內齒的內齒圈(3)、行星支架(4)、太陽輪(2)、一個以上帶有外齒的行星輪軸(5)和行星齒輪(6)，所述的內齒圈(3)固定在變速箱體(I)內，所述的行星支架(4)設置在變速箱體(I)內並且與變速箱體(I)轉動連接，所述的太陽輪(2)位於變速箱體(I)內，並且與變速箱體(I)轉動連接，所述的行星輪軸(5)兩端固定在行星支架(4)上，所述的行星齒輪(6)通過浮環軸承(7)轉動設置在行星輪軸(5)上，所述的浮環軸承(7)為套裝在行星輪軸(5)上的套筒，所述的浮環軸承(7)與行星輪軸(5)間隙配合，浮環軸承(7)與行星輪軸(5)之間的間隙內填充潤滑油形成內層潤滑油膜，所述的行星齒輪(6)與浮環軸承(7)間隙配合，行星齒輪(6)與浮環軸承(7)之間的間隙內填充潤滑油形成外層潤滑油膜，所述的行星齒輪(6)同時與內齒圈(3)和太陽輪(2)相嚙合。2.根據權利要求1所述的用於風電設備的行星齒輪變速器，其特徵在於:所述的行星輪軸(5)兩端的行星支架(4)上各設置有一個推力滑動軸承(18)，用於限制行星齒輪(6)的軸向移動。3.根據權利要求1或2所述的用於風電設備的行星齒輪變速器，其特徵在於:所述的行星輪軸(5)上開有儲油腔(8)，所述的浮環軸承(7)的內表面設置有內環形槽(9)，浮環軸承(7)的外表面設置有外環形槽(10)，所述的內環形槽(9)和外環形槽(10)的中心重合，且浮環軸承(7)上開有連通內環形槽(9)和外環形槽(10)的通孔(11)，所述的行星輪軸(5)上開有連通儲油腔(8)與行星輪軸(5)外表面的徑向孔(12)。4.根據權利要求3所述的用於風電設備的行星齒輪變速器，其特徵在於:所述的行星輪軸(5)上沿軸向開有油分布通道(13)，所述的行星支架(4)以及變速箱體(I)上開有與油分布通道(13)相通的潤滑油注入通道(14)，所述的行星輪軸(5)上開有一個以上連通油分布通道(13)與行星輪軸(5)表面的徑向油分布通道(15)。5.根據權利要求4所述的用於風電設備的行星齒輪變速器，其特徵在於:所述的行星輪軸(5)的表面設置有兩個軸向油分布槽(16)和一個環形槽(17)，所述的徑向油分布通道(15)的數量為三個，分別連通兩個軸向油分布槽(16)和環形槽(17)。
【文檔編號】F16H57/08GK205715582SQ201620306165
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】楊玉磊, 何愛民, 路會龍, 張合超, 戚松
【申請人】南京高速齒輪製造有限公司